廣義悖論原理

「上下四方曰宇，往古來今為宙」，出自莊子之口的「上下四方」表明了宇宙的時間性，「往古來今」表明了宇宙的空間性。中國先秦時期的思想家和古希臘的哲學家探討了「第一科學」——宇宙的起源問題，然而，作為現代科學概念的宇宙起源開始於「宇宙大爆炸理論」，我們的「看不到邊」、「望不到頭」的宇宙起源於無限小的「奇點」，它是一個物理學無法準確描述的時空點，奇點的體積無限小，包含的物質和能量的密度無限大，溫度無限高，用廣義相對論定義的「奇點」時空具有無限大的曲率，物質和能量密度的無限大造成了時空的無限彎曲。愛因斯坦沒有預言「奇點」的存在，德國物理學家弗里德曼求出了愛因斯坦場方程的一個解，他推導了「黑洞奇點」的存在，根據宇宙哲學的「廣義等效原理」，可以從黑洞奇點的存在自然而然地推導出「宇宙奇點」。我們可以將黑洞或宇宙的奇點看成是宇宙的「原子」，物質原子和宇宙「原子」的結構和穩定性符合哲學屬性論的「等效原理」。

物質原子和宇宙「奇點」的穩定性不是絕對的，它們的絕對和相對穩定性形成了哲學概念的悖論關係，自然現象的悖論性不是在今日宇宙才有的，而是伴隨宇宙的誕生而出現的。大約在138億年前，某種未知的量子擾動激發了「奇點」的量子漲落，這種量子真空漲落的能量超乎想像，宇宙量級的「引力約束」根本不能阻止宇宙在超短時間內發生的暴漲，宇宙演變的偉大征程由此開始。物理學家記錄的「宇宙史」最早追溯到「普朗克時間」，宇宙在10的負34次方秒的時間發生暴漲，在1微妙的時間產生光子，在0.01秒的時間發生大爆炸核合成，在3分鐘的時間粒子的核合成結束，形成了原子核，在大約38萬年的時間形成了中性氫原子，光子得以在宇宙中自由穿行，我們今天可以觀測的宇宙微波背景輻射由此形成，原子結合為分子，分子和分子集合成分子雲，恆星和恆星系在分子雲的壓縮中形成，今日宇宙是一個星雲密布，繁星滿天的世界，人類誕生在目前和諧宇宙的「黃金時期」。

宇宙大爆炸理論的悖論性在於，一方面宇宙起源於「奇點」，另一方面人們自然會問：奇點起源於什麼？宇宙在大爆炸之前處於什麼狀態？奇點在宇宙中「孤苦伶仃」的存在超乎我們的想像，從自然辯證法來講，孤立的事物在自然中並不存在，事物必然存在於相互聯繫之中。奇點既是宇宙的起始點，又不是宇宙的起始點，這是宇宙奇點的悖論性。宇宙大爆炸理論的悖論性還在於，一方面宇宙起源於虛無，另一方面宇宙起源於實在。宇宙虛無性的含義是宇宙中物質和能量、時間和空間來源於「什麼都沒有」，而從「虛無」到「實有」的物質和能量違背了物質不滅和能量守恆定律。宇宙實在性的含義是宇宙中的物質和能量、時間和空間起源於它們的「先天的存在」，它們被宇宙引力壓縮到一個無限小的時空點，宇宙的起源沒有違背物質不滅和能量守恆定律，只不過從微小的量子世界轉化為大尺度的宏觀世界，在大約138億年前，也許發生過從大尺度的宏觀宇宙轉變為量子宇宙的過程，從微觀到宏觀宇宙和從宏觀到微觀宇宙的轉化符合哲學轉換論的「反等效原理」。古希臘哲學很少探討宇宙的起源問題，而中國先秦時期的思想家和古印度的佛教文化將宇宙的起源理解為從純粹虛無中的生成，「零生一」、「一生二」、「二生三」，「三生萬物」。

如果將宇宙起源的悖論看成是宇宙學的「第一悖論」，那麼暗能量的悖論則是宇宙學的「第二悖論」，宇宙起源和暗能量的悖論性符合哲學邏輯論的「等效原理」。天文學家認為，宇宙在過去的大約50億年前開始發生加速膨脹，在宇宙中存在的某種極為神秘和豐富的要素推動了宇宙的膨脹，天體物理學家將這種未知的要素稱之為「暗能量」，如果沒有暗能量的排斥力，大爆炸形成的宇宙將在宇宙物質和暗物質的引力作用下發生減速膨脹，可能導致宇宙從大膨脹轉變為大收縮的逆向過程。否定宇宙的加速膨脹必然導致我們否定暗能量的存在，而否定暗能量的存在不一定導致我們否定宇宙加速膨脹的現象，物理學家沒有否定其它因素導致宇宙加速膨脹的可能。1929年，美國天文學家哈勃觀測了銀河系以外24個鄰近的星系，這些星系的光譜無一例外地產生了紅移，光譜線的紅移意味著星系在背離地球的方向上移動，距離我們越遠的星系「逃離」的速度越大，哈勃第一次發現了我們的宇宙處於膨脹狀態。1998年，美國的兩個獨立天文團隊通過對超新星距離的觀測發現了宇宙的加速膨脹。為了尋找推動宇宙加速膨脹的原因，美國物理學家、宇宙學家邁克爾·特納將某種未知的神秘要素命名為「暗能量」，物理學家之前已經命名了「暗物質」，暗物質和暗能量的名稱符合哲學命名論的「等效原理」。

暗能量理論的悖論在於，它產生於宇宙大爆炸的量子漲落，暗能量是在宇宙範圍的真空漲落中形成的，它隨著宇宙的膨脹遍布到整個時空。物理學家發現，利用量子場論計算的真空能量密度比他們在宇宙實際觀測的值高出了大約120個數量級，實際測量的真空密度極小，每立方厘米的暗能量約為10萬億億億分之一克，我們幾乎無法感知它的存在，而在大尺度的宇宙時空，暗能量的排斥力變成了一種主宰宇宙命運的主導因素。暗能量理論的另一個更大悖論在於，真空能量密度在時空膨脹過程中保持不變，因此，總的宇宙真空能量將不斷增加，與暗能量密度的不變性相比，普通物質和能量的密度在宇宙膨脹的過程中不斷下降，變得越來越稀薄。真空能量或暗能量密度的不變性和光速的不變性構成了宇宙物理學的兩個最神秘的問題，這兩個物理量的不變性符合哲學神奇論的「等效原理」。暗能量和普通能量的密度不符合宇宙哲學意義的「等效原理」，暗能量在宇宙成分中所佔的比重過去與現在、現在與將來都不一樣，歐洲普朗克衛星在2013年給出了迄今最精確的數據，暗能量佔到宇宙成分的68.3%。

宇宙從無到有的誕生，暗能量「非稀缺性」的無限供應，人類製造永動機的夢想都違背了能量的轉換和守恆定律，這個定律具體表現為「熱力學第一定律」，因此，為了使宇宙的誕生，暗能量的來源，永動機的製造和熱力學第一定律保持一致，我們需要解決在三種物理現象中出現的悖論問題。不存在永恆運動的天體，月球、地球和太陽不是自然運行的「永動機」。根據牛頓第一定律，天體在不受外力的作用下可以依靠自身的慣性作永無休止的運動，但是，天體不受外力的作用只是一種理想的物理狀態，像地球的運動受到大氣摩擦的影響，月球和太陽受到宇宙射線和真空粒子輕微的阻擾，這些「不起眼」的阻擋作用消耗了它們的動能和勢能，而消耗的能量會以熱量的形式轉移到太空。不存在永恆運轉的機器，人類的工程「永動機」夢想從未變成現實，沒有永恆運動的天體和沒有永恆運轉的「永動機」符合哲學原理論的「等效原理」。根據熱力學第一定律：熱能既不能憑空產生，也不能憑空消滅，它只能從一種形態轉化為另一種形態，從一個熱體轉移到另一個熱體，在轉換和轉移的過程中熱能的總量保持不變，因此，人們不能造出第一類永動機；根據熱力學第二定律，熱能只能從高熱物體轉移到低熱物體，而不能從低熱物體轉移到高熱物體，這是熱力學中所謂的「熵增原理」，因此，人們不能造出第二類永動機。

永動機的悖論在於，人們可以在「理想條件」中造一部沒有內部和外部的摩擦和阻擋的「永動機」，而現實的場景不具備理想的物理條件。慣性定律或牛頓第一定律只出現在理想的物理實驗中，根本沒有物體不受外力作用的現實物理條件。理想與現實的悖論不僅出現在我們的人生目標之中，而且體現在不耗費任何能量的對理想機器的製造中，我們基於以上對「三大悖論」的分析而提出了在自然、工程、人類社會中普遍適用的「廣義悖論原理」。

（宇哲手稿：2019-1-16）

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！